Поскольку считается, что в основе механизма интерференции света лежит наложение амплитуд двух волновых фронтов, то давайте поговорим и об амплитуде света.
Для Гюйгенса и Френеля свет представлял собой такие же чередования гребней и впадин, как и у водяной волны. А понятие волна относилось к лучу в целом. Луч имел протяженность во времени и пространстве. Амплитуда представлялась высотой гребня водяной волны. Интенсивность являлась следствием амплитуды, вернее, тем параметром, который мог восприниматься у света. Большой гребень – интенсивность большая. Два наложившихся друг на друга гребня давали бОльшую амплитуду и, соответственно, воспринимались как еще бОльшая интенсивность (более яркое пятно). Однако обозначить гребни у луча и определить их четкой формулировкой Френель не удосужился, подразумевая, что они там где-то должны быть. А все теоретические построения базировались непосредственно на примере водяной волны, у которой амплитуду ни с чем не перепутаешь.
Утверждается, что «полная энергия Е пропорциональна квадрату амплитуды колебания», и «интенсивность волны пропорциональна квадрату ее амплитуды». Другими словами, энергия волны и ее интенсивность практически одно и то же. Или: «Интенсивностью I волны называется среднее значение модуля плотности потока энергии, переносимой волной…». (Н.П. Калашников, М. А. Смондырев, «Основы физики», М., «Лаборатория знаний», 2017 г., том II, стр. 71).
Однако, пока у настоящей волны ее энергия действительно напрямую связанна с амплитудой (но у этой волны нет интенсивности), у света интенсивность и энергия связанны опосредованно, а амплитуда вообще оказывается постоянной величиной.
Собственно говоря, для света понятие «интенсивность» соответствует кол-ву энергии, приходящемуся на единицу освещаемой площади. Вернее, усредненное по времени количество фотонов на единицу площади, а вовсе не размеры амплитуд. Поскольку интенсивность и энергия связаны опосредованно, то два луча могут иметь совершенно одинаковую интенсивность, но один из них синего света, а другой красного будут нести разное количество энергии.
Понятие амплитуда к интенсивности света вообще не имеет никакого отношения. Ни мифические амплитуды фотонов, ни сами фотоны друг на друга не накладываются поскольку никак не изменяются их энергетические характеристики. А два луча складываются абсолютно без учета фаз и других волновых заморочек. Никаких ослаблений в результате наложений противофаз нет, просто интенсивность увеличивается.
Например, при условно стабильном источнике, обычная лупа пропускает вполне определенное количество света, то есть, согласно волновым представлениям, у «луча» на выходе должна быть определенная амплитуда, и определенное количество энергии. Поставим экран примерно в сантиметре от лупы, и увидим некоторую интенсивность, не очень большую, и соответственно, амплитуда и энергия этого луча тоже должны быть небольшие. Отодвинув экран в фокусную точку данной лупы, мы увидим очень большую интенсивность, и должны предположить намного большую амплитуду и энергию. Однако очевидно, что энергии больше не стало, она просто сфокусировалась на меньшей площади. Более того, энергии, наверняка осталось меньше чем сразу после линзы, поскольку процесс происходит в воздухе и часть фотонов рассеивается в других направлениях.
Или второй пример: луч, падающий на поверхность экрана по нормали, освещает некоторую площадь с определенной интенсивностью. Подразумеваем у луча некие энергию и амплитуду. Далее, просто изменяем положение экрана так, чтобы луч падал под неким углом. Площадь освещенного участка увеличивается, интенсивность снижается, и оказывается, что у этого же луча совсем другие энергия и амплитуда. Таким образом, интенсивность света ничего об амплитуде не говорит, и амплитуда и энергия понятия для света не связанные.
У плоской синусоидальной волны сложение амплитуд происходит еще смешнее, но об этом в другой раз.
